坐標磨床磨削加工工作原理 (3)

坐標磨床磨削加工工作原理

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坐標磨床的磨削加工不同于其他磨床�，F(xiàn)對CNC坐標磨床磨削加工工作原理如下：1、磨削一個孔時，砂輪的工作邊將偏離行星主軸軸心線一個工件半徑值，在磨削過程中砂輪除了本身的轉(zhuǎn)動外，還必須繞行星主軸進行公轉(zhuǎn)。同時，還要在龍門磨磨削過程中擴大偏心量，進行微量進給，用這種方式來得到孔的精細控制。2、平面磨削時，行星主軸一般是不轉(zhuǎn)的，而工作臺沿著X向或Y向移動來實現(xiàn)。而砂輪的進給仍用擴大偏心半徑，進行微量進給。

3、在輪廓磨削中，CNC坐標磨床是采用點位控制式（也稱定點磨削），即利用X、Y坐標的移動使行星主軸中心與工件上圓弧半徑的圓心重合，并用行星主軸下端的偏心滑板來微量進給控制半徑尺寸。連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨上，則用范成法進行磨削。

4、在錐孔磨削中，采用組合式徑向進給與垂直走刀搭配加工。CNC坐標磨床幾種常用的磨削方式

坐標磨削的方式一般有三種：即徑向進給式磨削、切入式磨削和插磨法磨削。1、徑向進給磨削。這種方式的特點是利用砂輪的圓周面進行磨削，進給時每次砂輪沿著偏心半徑的方向相對于工件作少量的移動。這是一種最常見的磨削方式，最容易掌握，因此應用最廣泛。當采用陶瓷結(jié)合劑砂輪時，由于砂輪表面可以修得很平整，因此可以獲得很高的尺寸精度和很低的粗糙度。這種方式的缺點是，由于砂輪受到較大的擠壓力，每次進給量較小，發(fā)熱量較大，要有較長的去火花清磨時間，適用于磨削各種內(nèi)孔和外圓柱面。

2、切入式磨削。這種磨削方式是利用砂輪的端面來進行，也稱為端面磨削，進給時砂輪龍門刨沿軸向進給。由于熱量和切屑不易排出，磨削條件惡劣，為了改善磨削條件，砂輪的端面應修正成中凹的形狀。在磨削時，也要特別小心，以免進給過大引起砂輪爆裂。如果沒有絕對的必要（如磨削臺肩面、球面、端面等），一般不采用這種方式。

3、插磨法磨削。這種方式在磨輪快速上下移動的同時，圍繞著被磨零件的輪廓進行磨削。它的特點是可以采用較大的切削深度而產(chǎn)生的熱量較小，同時其對砂輪的跳動要求比較低，故特別適用于在利用噴鍍砂輪來進行磨削輪廓的場合。在小孔磨削中，由于必須采用噴鍍砂輪，因此采用這種方式往往可得到比徑向進給式磨削來得低的粗糙度，但與經(jīng)修正的陶瓷結(jié)合劑砂輪相比，這種方式的粗糙度要大一些。

擴展閱讀：提高模具零件加工精度

為了更好、更有效地提高模具零件加工精度，提升精密模具制造品質(zhì)，東江科技引進CNC坐標磨床，專業(yè)加工制造精密醫(yī)療用品模具、精密多型腔模具、精密疊層模具等精密模具。

坐標磨床是以消除材料的熱處理變形為目的發(fā)展起來的高精密機床，采用超硬磨料磨具，應用高速、高效、高精度磨削新工藝，是現(xiàn)代精密加工、超精密加工最有效的關(guān)鍵設備。其特征是：坐標磨床二坐標工作臺系統(tǒng)(精密坐標系+精密坐標測量系統(tǒng))+高精度坐標磨削系統(tǒng)，對高硬度、淬硬鋼等材料進行磨削。它可以磨削位置精度和尺寸精度很高的孔，以及各種精密輪廓形狀。

CNC坐標磨削系統(tǒng)與一般磨床不同，特別是工件不轉(zhuǎn)、磨削運動和圓周走刀運動由磨頭的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)完成，上下走刀運動由磨頭套筒上下沖程運動完成。磨頭是執(zhí)行坐標磨床主運動磨削運動的部件。磨頭按驅(qū)動方式有高頻電動磨頭和空氣透平磨頭兩種(如圖1)。按砂輪軸線方向的不同，分為垂直和水平兩種，一般都是垂直的，水平的稱為橫磨頭。主要用來磨削鍵槽、方孔或具有內(nèi)棱角和直溝槽之類的工件，也可以磨削零件的內(nèi)外輪廓。

圖1高頻電動磨頭和空氣透平磨頭

CNC坐標磨床磨削加工的典型形狀

CNC坐標磨床磨削加工的典型形狀包括：

1、圓孔磨削(直孔、小孔、錐孔、盲孔等)；2、平面磨削；3、方孔磨削；4、圓弧磨削；5、槽的磨削；6、球面磨削；7、極坐標孔的磨削；8、空間極坐標孔的磨削；9、精密內(nèi)外輪廓磨削。

在增加了磨錐機構(gòu)、各種附件和數(shù)控技術(shù)后，坐標磨床的應用有了更大的進展，可以磨削工件的形狀幾乎沒有限制，特別適用于加工形狀特別復雜和精度很高的各類模具和各種精密機械零件。

東江科技目前使用的HauserS45坐標磨床具有以下特點：

1、高速：電動磨削砂輪轉(zhuǎn)速可達2500～90000RPM，氣動磨削可達160000RPM。

2、高精度：最小進給量為0.0001mm,分辨率為0.00001mm,定位精度全程0.002mm。

3、全閉環(huán)控制：采用GE/FANUC六軸(X、Y、Z、U、W、C)四聯(lián)動全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

4、具備多功能測量系統(tǒng)MSS、Auto-Size等。5、采用超硬磨料磨具：如CBN砂輪等。6、機床具高剛度、良好的抗震性、抗熱穩(wěn)定性。

關(guān)于機床的量具配套

東江科技采用世界頂尖級電子測量工具，其精確度讀至小數(shù)點后三位數(shù)(取üm級)(如圖2)。量塊和針規(guī)也精確到級(如圖3)。如此配套的高精密機床和量具可直接制造超精密的半導體成型模具，也為制造精密模具和超精密模具提供了強有力的保障。

圖2精確度讀至小數(shù)點后三位數(shù)

圖3量具、塞規(guī)

加工工藝規(guī)范和維護使用方案

高精密的機床必須有嚴格的加工工藝規(guī)范及維護使用方案，為此，東江科技根據(jù)CNC坐標磨床的性能結(jié)合精密塑膠模具制作加工的特性，制定了《坐標磨床加工工藝規(guī)范》和《坐標磨床使用維護和程序編寫》文件指引和規(guī)范加工，并指定專職的工藝工程師跟進相關(guān)技術(shù)細節(jié)和歸納總結(jié)經(jīng)驗。

CNC坐標磨床的磨削技術(shù)要領(lǐng)CNC坐標磨床的磨削技術(shù)要領(lǐng)總結(jié)如下：

1、磨削過程比其它切削加工過程復雜，磨粒的切削過程包括滑擦、耕犁、切削三種狀態(tài)。砂輪磨削過程由火花切入、穩(wěn)定磨削和去火花清磨三個階段組成。

2、磨削過程中的彈性變形和塑性變形較大，是其他切削加工法較少見的。它直接影響著加工工件的尺寸精度、粗糙度、磨削熱、表面質(zhì)量和磨削效率。使用中必須了解彈性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄詤^(qū)和塑性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鲄^(qū)的臨界條件。

3、與一般的切削加工相比，一般切削加工中切向力比法向力大得多，而磨削中的特點是法向力約為切向力的2～4倍，磨削系統(tǒng)剛度對其影響很大。磨削力由切削力和摩擦力兩部分組成。粗磨時，以切削力為主，精磨時則以摩擦力為主。

4、磨削是一種耗能的加工方法，比其它加工方法大20倍。必須注意磨削熱和增加溫度的因素對加工的影響。

5、精磨時要保證零件的尺寸、圓度和輪廓精度。

a)：要使零件圓度提高，首先毛坯不能有過大的圓度和同軸度誤差。

b)：為了保證加工工件的最終尺寸精度和粗糙度，要注意磨削力的變化，新舊砂輪更換時會大大增加其不穩(wěn)定性，為此，需要經(jīng)常更換砂輪并減少砂輪磨削工件的數(shù)目。

c)：凸輪輪廓等曲線形狀磨削時，在凸輪凹凸處的砂輪工件接觸區(qū)軌跡的變化，都會導致磨削力的變化，致使磨削產(chǎn)生不穩(wěn)定，形成形狀誤差。在凸輪磨床上很難控制，而在坐標磨床上用插磨法和控制工作臺成形運動的方法，便可以大大減少上述因素的影響，從而提高加工精度，這也是用坐標磨加工成形模具的優(yōu)點之一。

CNC坐標磨床磨削加工工作原理

CNC坐標磨床磨削加工工作原理如下：

1、磨削一個孔時，砂輪的工作邊將偏離行星主軸軸心線一個工件半徑值，在磨削過程中砂輪除了本身的轉(zhuǎn)動外，還必須繞行星主軸進行公轉(zhuǎn)。同時，還要在磨削過程中擴大偏心量，進行微量進給，用這種方式來得到孔的精細控制。2、平面磨削時，行星主軸一般是不轉(zhuǎn)的，而工作臺沿著X向或Y向移動來實現(xiàn)。而砂輪的進給仍用擴大偏心半徑，進行微量進給。

3、在輪廓磨削中，CNC坐標磨床是采用點位控制式(也稱定點磨削)，即利用X、Y坐標的移動使行星主軸中心與工件上圓弧半徑的圓心重合，并用行星主軸下端的偏心滑板來微量進給控制半徑尺寸。連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨上，則用范成法進行磨削。

4、在錐孔磨削中，采用組合式徑向進給與垂直走刀搭配加工。

CNC坐標磨床幾種常用的磨削方式

坐標磨削的方式一般有三種：即徑向進給式磨削、切入式磨削和插磨法磨削。

1、徑向進給磨削。這種方式的特點是利用砂輪的圓周面進行磨削，進給時每次砂輪沿著偏心半徑的方向相對于工件作少量的移動。這是一種最常見的磨削方式，最容易掌握，因此應用最廣泛。當采用陶瓷結(jié)合劑砂輪時，由于砂輪表面可以修得很平整，因此可以獲得很高的尺寸精度和很低的粗糙度。這種方式的缺點是，由于砂輪受到較大的擠壓力，每次進給量較小，發(fā)熱量較大，要有較長的去火花清磨時間，適用于磨削各種內(nèi)孔和外圓柱面。

2、切入式磨削。這種磨削方式是利用砂輪的端面來進行，也稱為端面磨削，進給時砂輪沿軸向進給。由于熱量和切屑不易排出，磨削條件惡劣，為了改善磨削條件，砂輪的端面應修正成中凹的形狀。在磨削時，也要特別小心，以免進給過大引起砂輪爆裂。如果沒有絕對的必要(如磨削臺肩面、球面、端面等)，一般不采用這種方式。

3、插磨法磨削。這種方式在磨輪快速上下移動的同時，圍繞著被磨零件的輪廓進行磨削。它的特點是可以采用較大的切削深度而產(chǎn)生的熱量較小，同時其對砂輪的跳動要求比較低，故特別適用于在利用噴鍍砂輪來進行磨削輪廓的場合。在小孔磨削中，由于必須采用噴鍍砂輪，因此采用這種方式往往可得到比徑向進給式磨削來得低的粗糙度，但與經(jīng)修正的陶瓷結(jié)合劑砂輪相比，這種方式的粗糙度要大一些。

東江科技應用案例在掌握了坐標磨床的基本性能和功能后，東江科技生產(chǎn)部門在技術(shù)部門的協(xié)助和指導下，成功地制造出了一批批國際頂尖級的精密模具和超精密模具，并幫助ASM公司制造出孔徑和孔距精度在0.002mm范圍內(nèi)的半導體超精密模板，如RnnerStrip、CavityStrip、CullStrip等。

圖4淬火處理后之A板磨削

圖5淬火處理后之B板磨削

圖6淬硬模胚定位落位槽磨削

圖7熱咀定位孔磨削

圖8熱咀封膠孔磨削

圖9超高尺寸精度和孔距精度之半導體模板磨削

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